Chimie c1032

Les lois simples des gaz

Les lois simples des gaz mettent en relation deux des quatre variables qui décrivent les gaz. Les relations sont établies lorsque deux variables sont maintenues constantes pendant que les deux autres varient.

Afin de décrire le comportement des gaz, quatre variables sont nécessaires : la pression, la température, le volume et le nombre de moles de gaz. Toutefois, il est difficile d'étudier l'effet de ces quatres variables de façon simultanée. C'est pourquoi les scientifiques ont conçu des expérimentations mettant en relation uniquement deux des quatre variables à la fois, tout en maintenant les deux autres constantes. À partir de leurs observations, ils ont pu élaborer différentes lois :

Afin d'élaborer leurs lois, les scientifiques ont aussi dû établir des normes quant aux conditions d'étude des gaz. En effet, puisque la température et la pression varient d'un endroit à l'autre sur la Terre, des conditions d'étude semblables sont nécessaires afin de pouvoir comparer les résultats obtenus et de pouvoir établir des liens entre les lois. Deux ensembles de conditions ont donc été établis. On les appelle communément TPN et TAPN :

NormeTempératurePression
Température et pression normales (TPN) 0°C 101,3 kPa
Température ambiante et pression normale (TAPN) 25°C 101,3 kPa

Voici une brève description des quatre variables servant à décrire un échantillon de gaz et permettant d'étudier son comportement.

VariableDescriptionEffetMesure
Pression (P) Déterminée par le nombre de collisions des particules de gaz Plus il y a de collisions, plus il y a de pression.
Moins il y a de collisions, moins il y a de pression.
Mesurée à l'aide d'un manomètre ou d'une jauge à pression
Température (T) Déterminée par l'énergie cinétique des particules de gaz Plus la température augmente, plus les particules bougent rapidement.
Plus la température diminue, plus les particules bougent lentement.
Mesurée à l'aide d'un thermomètre ou d'un capteur de température
Volume (V) Déterminé par le volume du contenant dans lequel se trouve le gaz Plus le volume augmente, plus l'espace entre les particules augmente.
Plus le volume diminue, plus l'espace entre les particules diminue.
Mesuré à l'aide d'une seringue ou par la méthode de déplacement d'eau
Quantité (n) Déterminée par le nombre de moles contenues dans un échantillon Plus la quantité est grande, plus il y a de particules.
Plus la quantité est petite, moins il y a de particules.
Calculée à partir de la masse (g) et de la masse molaire (g/mol) de la substance

 

La mise en commun des différentes lois simples permet d'élaborer deux lois plus générales pour décrire le comportement des gaz :
La loi générale des gaz
La loi des gaz parfaits

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Les références